The market value of wind power from a generator's perspective : an analysis of influencing parameters

Abstract

Es ist zu erwarten, dass zukünftig ein zunehmender Anteil der Windenergie am Strommarkt gehandelt wird. Dadurch gewinnt der Marktwert der Windenergie für Windanlagenbetreiber und Entscheidungsträger an Relevanz.<br />Ziel dieser Arbeit ist es, die Haupteinflussfaktoren des Spotmarktwerts sowie der Ausgleichsenergiekosten der Windenergie zu identifizieren und deren Trends zu diskutieren. Der Spotmarktwert wird mittels Modellanalyse für zwei Fälle untersucht. Ausgleichsenergiekosten werden mit einem analytischen Modell und empirisch untersucht. Die Modellanalysen zeigen, dass für die im Jahr 2020 erwarteten Windkapazitäten im mitteleuropäischen Strommarkt der Spotmarktwert deutlich geringer als der mittlere Spotmarktpreis ist. Die Preisdifferenz variiert in den einzelnen Ländern. Zu den Haupteinflussfaktoren zählen die Variabilität der Windeinspeisung, die Korrelation zwischen Windeinspeisung und Stromnachfrage und die Kuppelkapazität mit benachbarten Märkten. Ausgleichsenergiekosten der Windenergie sind neben dem Prognosefehler auch durch die Korrelation zwischen Ausgleichsenergiebedarf und -preis bestimmt. Aus diesen Erkenntnissen werden die folgenden Schlussfolgerungen abgeleitet: i) Ein Vergleich der Wirtschaftlichkeit der Windenergie mit anderen Technologien basierend auf langfristigen Stromgestehungskosten liefert kein robustes Ergebnis. ii) Die Wirtschaftlichkeit von Windstandorten wird zunehmend durch die Korrelation mit der Gesamtwindeinspeisung im relevanten Markt bestimmt. iii) Voraussetzung für eine robuste Bewertung von Ausgleichsenergiekosten ist die zeitliche und örtliche Konsistenz der verwendeten Daten.<br />

The share of wind power that is sold on European power markets is expected to increase. Then, the market value of wind power, the resulting revenue from several trading transactions, will become increasingly important. The objective of this thesis is to identify major determinants of both the spot market value and the imbalance cost of wind power and to discuss related trends. The first aspect is studied within model analyses of two cases. The second aspect is studied analytically and complemented by empirical analyses of three case studies.<br />Model analyses indicate that the spot market value in the Central European power market is significantly lower than the base-load price for wind capacities expected in 2020. On country-level the price difference varies significantly. This effect is influenced by the wind share, the wind power variability, the correlation between wind power generation and demand and the interconnection capacity with other power markets. The imbalance cost of wind power is determined by the amount of imbalance, the forecast error, and by the correlation of imbalance and imbalance price. Above findings have the following major implications: First, a simple comparison of long-run generation cost is not suited to assess the competitiveness of wind power compared to dispatchable power generation technologies, when wind shares are significant. Second, the economics of wind sites will increasingly depend on the correlation with overall wind power generation and third, when assessing the imbalance cost, time and geographic consistency of data is crucial to derive robust numbers.<br />